Das chemische Gleichgewicht - ChidS

10
Versuch 2: Photometrische Verfolgung der Entfärbung einer Phenolphthalein-
Lösung 6
Im Rahmen dieses Versuchs soll wiederum anhand der Reaktion der Phenolphthalein- Lösung
(siehe Reaktionsgleichung 1 und 2) nachgewiesen werden, daß die Reaktionsgeschwindigkeit
bei der Entfärbungsreaktion (Hinreaktion) mit der Annährung an das Gleichgewicht abnimmt.
Damit wird gezeigt, daß das bereits formulierte Geschwindigkeitsgesetz für die Hinreaktion
(siehe 1., Teil II) halbquantitativ betrachtet seine Gültigkeit hat, daß also mit der Abnahme
der Konzentrationen der Edukte (bzgl. der Hinreaktion) die Reaktionsgeschwindigkeit der
Hinreaktion abnimmt. Im zweiten Teil des Versuchs wird dann noch die
Gleichgewichtskonstante K für die betrachtete Gleichgewichtsreaktion (siehe
Reaktionsgleichung 1 und 2) experimentell bestimmt.
Versuchsbeschreibung:
Durchführung, Erläuterung und Auswertung:
In vier Erlenmeyerkolben werden jeweils 0,5 ml Phenolphthalein- Lösung (0,008 mol /
l), 94,5 ml destlliertes Wasser und ein Tropfen Natronlauge (2 mol / l) gegeben. Wie
bereits in Versuch 1 erläutert, liegt das Gleichgewicht dieser Lösung stark auf der Seite
der roten chinoiden Form. Jetzt werden dem 2. Erlenmeyerkolben 5 ml Natronlauge (2
mol / l) zugesetzt (Rühren mit einem Glasstab!). Direkt nach Zusatz wird eine Stopuhr
in Gang gesetzt. Nach frühestens 5 Minuten werden nun dem 3. Erlenmeyerkolben
ebenfalls 5 ml Natronlauge zugesetzt (Rühren mit einem Glasstab!). Auch hier wird
mittels einer zweiten Stopuhr die Reaktionszeit nach der Natronlaugen- Zugabe
verfolgt. Schließlich erfolgt zu einer nicht definierten Zeit die Zugabe von 5 ml
Natronlauge in den vierten Erlenmeyerkolben (Rühren mit einem Glasstab!).
Nun werden Proben aus den ersten 3 Erlenmeyerkolben in jeweils eine Photometer-
Küvette pipettiert. Nach einiger Zeit ist eine deutliche Farbabstufung bei den Lösungen
in den drei Küvetten zu beobachten. Da in den ersten Erlenmeyerkolben keine
zusätliche Natronlauge gegeben wurde, bleibt in der entsprechenden Küvette 1 die
Farbintensität der Lösung erhalten. Küvette 2 (Pendant zum Erlenmeyerkolben 2) zeigt
hingegen wegen der Natronlaugenzugabe eine Farbabschwächung, die aufgrund der
bereits länger andauernden Reaktionszeit schon weiter fortgeschritten ist als in Küvette
3 (Pendant zu Erlenmeyerkolben 3). Man mißt nun zuerst die Extinktion der Lösung in
Küvette 1. Da man bei diesem Versuchsansatz davon ausgehen kann, daß das
Gleichgewicht in dieser zu messenen Lösung aufgrund der gewählten Konzentrationen
nahezu vollständig auf der Seite der chinoiden Form des Phenolphthaleins liegt, ist der
gemessenen Extinktion die Konzentration an Phenolphthalein- Molekülen (chinoide
Form) von c0 = 4 . 10 -5 mol / l zuzuordnen.
Ab frühestens fünf Minuten nach der Natronlaugen- Zugabe in den 3. Erlenmeyerkolben
können dann auch die Extinktionen der Lösungen in Küvette 2 und 3 gemessen werden,
wobei der Zeitpunkt der Messung jeweils an der entsprechenden Stopuhr abgelesen und
notiert werden muß. Unter Berücksichtigung des Lambert- Beer´schen Gesetzes (siehe
Gleichung 1), der gemessenen Extinktionen und der Konzentration c0 an
6 vgl. Ralle,B.; Jansen, W. (1986), S. 220 – 227.
Chemie in der Schule: www.chids.de